2013导学教程人教版生物一轮课件选修一第3讲植物的组织培养技术及dna和蛋白质技术

第 3 讲,植物的组织培养技术及 DNA和蛋白质技术,1菊花组织培养与月季花培养的比较,考点一：,植物组织培养技术,高频考点突破,2.植物激素在组织培养过程中的重要作用 生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素，其作用及特点为：,3.MS培养基的成分及各成分作用,【特别提醒】 MS培养基与微生物培养基的区别： 微生物培养基包括水、无机盐、碳源、氮源和生长因子，以有机营养为主。MS培养基则需提供大量的无机营养，尤其是植物生长所必需的大量元素和微量元素。,【对位训练】 1月季的花药培养过程的难点之一是材料的选择，下列有关材料选择的叙述中正确的是 A从花药来看，应当选择盛花期的花药 B从花粉来看，应当选择小孢子四分体时期的花粉 C从花蕾来看，应当选择略微开放的花蕾 D从检测花粉的实验方法看，应该用显微镜观察已染色的花粉样品临时装片,解析 本题考查了花药培养中有关材料的选取方法。从花药来看，应当选择初花期的花药；从花粉来看，应当选择单核期的花粉；从花蕾来看，应当选择完全未开放的花蕾。用已染色的花粉样品制作临时装片，才能观察到细胞核的位置，以确定花粉发育的时期。 答案 D,2(2012东城区检测)下图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养形成植株的过程，相关叙述正确的是 A和过程会发生减数分裂 B过程需生长素而过程需细胞分裂素 C过程有细胞增殖但无细胞分化 D此兰花的花药离体培养所得植株为二倍体,解析 是脱分化，是再分化，过程均发生的是有丝分裂；过程需要生长素和细胞分裂素的共同调节；过程有细胞增殖，但没有发生细胞分化；花药离体培养后得到的植株为单倍体。 答案 C,1DNA与蛋白质在不同NaCl溶液中溶解度不同,考点二：,DNA的粗提取和鉴定及PCR技术,2.细胞内DNA复制与PCR反应的比较,3.PCR过程： 变性 当温度上升到90以上时，双链DNA解旋为单链。 复性 温度下降到50左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。 延伸 温度上升到72左右，溶液中的四种脱氧核苷酸(A、T、C、G)在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。,4结果： PCR一般要经历三十多次循环，每次循环可以分为变性、复性和延伸三步。 两引物间固定长度的DNA序列呈指数扩增(即2n)。,【对位训练】 3在“DNA的粗提取与鉴定”实验中，将提取获得的DNA的黏稠物(还含有许多杂质)分别处理如下： 第一，放入0.14mol/L的NaCl溶液中，搅拌后过滤，得滤液A和黏稠物a。 第二，放入2mol/L的NaCl溶液中，搅拌后过滤，得滤液B和黏稠物b。 第三，放入冷却的95%的酒精溶液中，搅拌后过滤，得滤液C和黏稠物c。 以上过程获得的滤液和黏稠物中，因含DNA少而可以丢弃的是_。,解析 在不同浓度的NaCl溶液中，DNA的溶解度不同在0.14mol/L的NaCl溶液中DNA溶解度最小，DNA析出，呈丝状物，过滤后存在于黏稠物a中；在2 mol/L的NaCl溶液中DNA溶解度最大，所以DNA溶解，过滤后存在于滤液B中；酒精可使DNA分子凝集，因此，在冷却的95%的酒精溶液中DNA凝集，呈丝状物，过滤后存在于黏稠物c中。 答案 A、b、C,4PCR利用了DNA热变性的原理，PCR仪实际上也是一种能自动调控温度的仪器，对PCR过程中“温度的控制”的下列说法错误的是 A酶促反应需要高的温度，是为了确保模板的单链 B延伸的温度必须大于复性温度，而小于变性温度 CDNA聚合酶不能热变性，要用耐高温的聚合酶 DDNA解旋酶不能热变性，为了确保模板是单链,解析 PCR是一种体外DNA扩增技术。DNA双链的解开不需要解旋酶，靠高温使其变性，双螺旋结构解体，双链分开；复性前，在耐高温的DNA聚合酶的作用下根据碱基互补配对原则合成新的DNA，因此延伸的温度要大于复性温度，小于变性温度。 答案 D,1一般步骤：样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。,考点三：,蛋白质的提取和分离(以血红蛋白的提取和分离为例),2样品处理 (1)红细胞的洗涤：洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白，采集的血样要及时采用低速短时间离心分离红细胞，然后用胶头吸管吸出上层透明的黄色血浆，将下层暗红色的红细胞液体倒入烧杯，再加入五倍体积的生理盐水，缓慢搅拌10min，低速短时间离心，如此重复洗涤三次，直至上清液中没有黄色，表明红细胞已洗涤干净。 (2)血红蛋白的释放：在蒸馏水和甲苯作用下，红细胞破裂释放出血红蛋白。加入蒸馏水后红细胞液体积与原血液体积要相同。加入甲苯的目的是溶解细胞膜，有利于血红蛋白的释放和分离。,3粗分离 (1)分离血红蛋白溶液：将搅拌好的混合溶液离心后，试管中的溶液分为4层。第1层为无色透明的甲苯层，第2层为白色薄层固体，是脂溶性物质的沉淀层，第3层是红色透明液体，这是血红蛋白的水溶液，第4层是其他杂质的暗红色沉淀物。将试管中的液体用滤纸过滤，除去脂溶性沉淀层，于分液漏斗中静置片刻后，分出下层的红色透明液体。 (2)透析：取1 mL的血红蛋白溶液装入透析袋中，将透析袋放入盛有300 mL的物质的量浓度为20 mmoL/L的磷酸缓冲液中，透析12h。透析可以去除样品中分子量较小的杂质。,4纯化：利用凝胶色谱柱可对血红蛋白进行纯化。 5纯度鉴定：使用最多的是SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳。,【对位训练】 5(宁夏理综)已知蛋白质混合液中硫酸铵浓度的不同可以使不同种类的蛋白质析出(或沉淀)，随着硫酸铵浓度增加，混合液中蛋白质析出的种类和总量增加。下表是某蛋白质混合液中的不同蛋白质从开始析出到完全析出所需要的蛋白质混合液中的硫酸铵浓度范围。,请据表回答： (1)若只完全析出甲蛋白，混合液中最合适的硫酸铵浓度应为_。 (2)向该蛋白质混合液中加入硫酸铵溶液(或硫酸铵)，使混合液中的硫酸铵浓度达到30%，会析出若干种蛋白质，它们分别是_。 (3)通过改变混合液中的硫酸铵浓度_(能、不能)从混合液中得到所有的、不含有其他蛋白质的乙蛋白，原因是_。,(4)简要写出从该蛋白质混合液中分离出全部丁蛋白的实验设计思路。 (5)如果蛋白质析出物中还含有一定量的硫酸铵，可用半透膜除去析出物中的硫酸铵。用半透膜能除去析出物中硫酸铵的原理是_。 解析 (1)从表中可以看出，只完全析出甲蛋白，混合液中最合适的硫酸铵浓度为20%。(2)表中信息反映混合液中的硫酸铵浓度达到30%，会析出甲蛋白、乙蛋白、丙蛋白三种蛋白质。(3)由于乙蛋白和丙蛋白析出所需的硫酸铵浓度范围有重叠，因此改变混合液中的硫酸铵浓度，不能只得到乙蛋白。,答案 (1)20% (2)甲蛋白、乙蛋白、丙蛋白 (3)不能 乙蛋白和丙蛋白析出所需的硫酸铵浓度范围有重叠 (4)向该蛋白质混合液中加入硫酸铵溶液(或硫酸铵)，使其浓度达到35%(或35%硫酸铵浓度38%范围内的任意一个浓度)，分离析出物与溶液，保留溶液。取保留溶液，再加入硫酸铵溶液(或硫酸铵)，使硫酸铵在溶液中的浓度达到40%(或40%以上)，分离析出物与溶液，析出物即为丁蛋白。 (5)半透膜是一种选择性透过膜，只允许小分子的硫酸铵通过，不允许大分子蛋白质通过,【典例1】(2010安徽理综)草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后代，导致产量降低、品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下：,答题技能培养,方法体验,一、植物组织培养技术,请回答： (1)微型繁殖培育无病毒草莓苗时，一般选取_作为外植体，其依据是_。 (2)在过程中，常用的MS培养基主要成分包括大量元素、微量元素和_，在配制好的培养基中，常常需要添加_，有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织。接种后25 d，若发现外植体边缘局部污染，原因可能是_。 (3)在过程中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是_ _。,【解析】 (1)因茎尖(或根尖)病毒极少，甚至无病毒，所以常用其作为外植体培育无病毒植株。(2)在植物组织培养的培养基中，除了添加植物必需的矿质元素外，还要添加有机物，添加植物激素有利于启动细胞分裂实现脱分化形成愈伤组织并且可诱导愈伤组织细胞再分化过程。若对外植体消毒不彻底，会造成外植体边缘局部污染。(3)在培养基中生长素与细胞分裂素的用量比值不同，诱导生根发芽结果不同，当比值低时，有利于发芽，比值高时，有利于生根。,【答案】 (1)茎尖(或根尖) 茎尖(或根尖)病毒极少，甚至无病毒 (2)有机物 植物激素 外植体消毒不彻底 (3)培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低,【典例2】(2010江苏生物)某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动，具体步骤如下： 材料处理：称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各2份， 每份10 g。剪碎后分成两组，一组置 于20 、另一组置于20 条件下 保存24 h。,二、DNA的粗提取与鉴定,DNA粗提取： 第一步：将上述材料分别放入研钵中，各加入15 mL研磨液，充分研磨。用两层纱布过滤，取滤液备用。 第二步：先向6只小烧杯中分别注入10 mL滤液，再加入20 mL体积分数为95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上。 第三步：取6支试管，分别加入等量的2 mol/L NaCl溶液溶解上述絮状物。,DNA检测：在上述试管中各加入4 mL二苯胺试剂，混合均匀后，置于沸水中加热5 min，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果如下表： (注：“”越多表示蓝色越深),分析上述实验过程，回答下列问题： (1)该探究性实验课题名称是_。 (2)第二步中“缓缓地”搅拌，这是为了减少_。 (3)根据实验结果，得出结论并分析。 结论1：与20相比，相同实验材料在20条件下保存，DNA的提取量较多。 结论2：_。 针对结论1，请提出合理的解释：_。 (4)氯仿密度大于水，能使蛋白质变性沉淀，与水和DNA均不相溶，且对DNA影响极小。为了进一步提高DNA纯度，依据氯仿的特性，在DNA粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是：_，然后用体积分数为95%的冷酒精溶液使DNA析出。,【解析】 (1)该实验中把不同的材料在不同条件(温度)下处理，目的是探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响。(2)“缓缓地”搅拌是为了减少DNA断裂。(3)分析表格可得出结论：相同材料在20 条件下保存，DNA的提取量较多。原因可能是低温抑制了DNA酶的活性，DNA降解速度慢。等质量的不同实验材料，在相同保存温度下，从蒜黄中提取的DNA最多。(4)依据氯仿的特性，可在第三步得到的溶液中加入氯仿；使蛋白质变性。,【答案】 (1)探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响 (2)DNA断裂 (3)等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄提取的DNA量最多 低温抑制了相关酶的活性，DNA降解速度慢 (4)将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合，静置一段时间，吸取上清液,【典例1】下列有关花药离体培养，说法错误的是 A对材料的选择最常用的方法是焙花青铬矾法，这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色 B材料消毒时需先用酒精浸泡，然后用氯化汞或次氯酸钙溶液浸泡，最后用无菌水冲洗 C接种花药后一段时间内不需要光照，但幼小植株形成后需要光照 D若接种的花药长出愈伤组织或形成胚状体后，要适时转换培养基，以便进一步分化成再生植株,易误警示,一、植物组织培养实验操作中易误的几个问题,【解析】 确定花粉发育的时期最常用的方法是醋酸洋红法，有些植物细胞核不易着色时，需采用焙花青铬矾法。 (1)材料的选取：菊花的组织培养实验中，应选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝；月季花药的培养实验中，应选择花粉发育过程中的单核靠边期的花粉进行培养。 (2)外植体消毒：所用消毒剂为体积分数为70%的酒精和质量分数为0.1%的氯化汞溶液，所使用的清洗液是无菌水。 (3)培养过程：在初期，菊花的组织培养需光照，月季花药的培养不需光照；而在后期均需光照。 【答案】